一种适用于感应式能量传递传输系统的通信方式，尤其涉及信道编码方式和通信协议框架。
背景技术：
虽然专利号201920883744.0等揭示了采用红外或磁感技术进行带外通信实现感应式电能传输系统的信号传输，以及虽然有其他技术采用蓝牙等射频技术提供带外通信实现感应式电能传输系统的信号传输，但是并没有提出一套能够平衡实时信息对实时性的要求与详细信息对数据量的要求、通信准确、低对干扰、高抗干扰的通信方案，尤其射频技术存在频道少、抗干扰性差、功率高、兼容性弱、实时性差等缺点。
因此，需要设计一种适合带外通信的通信方案，解决上述问题。
技术实现要素：
本发明揭示了一种采用模数混合通信制式的带外通信技术的感应式电能传输系统，通过采用持续的类似方波信号实时、准确地传递电能调节信息，以及采用叠加在所述类似方波上的数字信号传递状态信息和握手信息，所述传递电能调节信息的信号被定义为第一信号，所述传递状态信息、握手信息的信号被定义为第二信号。
本发明揭示的一种感应式电能传输系统，其特征是，输出电磁感应能量的t模块和接收电磁感应能量的r模块，所述t模块具有能量输出模块、第一信号收发模块、能量输出调节模块，所述r模块具有能量接收模块、第二信号收发模块、能量接收识别模块，所述能量输出模块与所述能量接收模块通过电磁感应方式传递电能；所述能量输出调节模块根据电能调节信息计算并控制所述能量输出模块输出的电能指标；所述能量接收识别模块探测并识别所述能量接收模块获得的电能指标，并输出电能调节信息；所述能像输出调节模块与所述第一信号收发模块电连接，传输电能调节信息、状态信息、握手信息；所述能量接收识别模块与所述第二信号收发模块电连接，传输电能调节信息、状态信息、握手信息；所述第一信号收发模块与所述第二信号收发模块进行双向通信，所述双向通信采用调频与调占空比混合的类似方波调制信号，所述通信内容包含第一信号和第二信号，所述第一信号用于传输电能调节信息，所述第二信号为数字信号，所述第二信号用于传输状态信息、握手信息；所述第一信号为类似方波调频信号或类似方波调占空比信号；当所述第一信号为类似方波调频信号时，所述第二信号为类似方波调占空比信号，当所述第一信号为类似方波调占空比信号时，所述第二信号为类似方波调频信号；当时所述第二信号收发模块向所述第一信号收发模块传输信息时，所述第一信号和所述第二信号可以相互叠加，实现同时传输所述第一信号和所述第二信号；在本发明所述一种感应式电能传输系统工作时，所述能量接收识别模块根据探测并识别到的所述能量接收模块获得的电能指标以及其他信息，计算出所述电能调节信息并传输给所述第二信号收发模块，由所述第二信号收发模块传输给所述第一信号收发模块，再传输给所述能量输出调节模块，由所述能量输出调节模块根据电能调节信息计算并控制所述能量输出模块输出所述r模块所需要的电能；在本发明所述一种感应式电能传输系统工作时，所述能量接收识别模块与所述能量输出调节模块还通过所述第一信号收发模块与所述第二信号收发模块传输所述状态信息和所述握手信息。
所述第一信号如果为类似方波调频信号，其实时频率值f=f0 g（dp），f0为预设的固定频率值，g（dp）为单调函数，所述dp为所述电能调节信息，因此f的值包含了dp信息，因此所述t模块收到f后即可得出dp。或者所述第一信号其实时频率值f=g（dp），g（dp）为分段函数，所述dp为所述电能调节信息，任一dp都会由g(dp)而映射成f1到fm中的某一确定值，因此当dp确定后f的值也就确定了，因此f的值包含了dp信息，因此所述t模块收到f后即可得出dp。
当所述第一信号如果为类似方波调频信号时，所述第二信号为二进制数字信号，信道调制方式为采用d1和d2两个占空比，并由一定时间宽度范围或一定波数范围的连续的占空比为d1与d2的类似方波分别代表数字信号的比特“0”和比特“1”。[xy1]或者所述第二信号为二进制数字信号，信道调制方式为采用d1和d2两个占空比，在一定时间宽度范围或一定波数范围的连续的占空比为d1或d2的类似方波代表比特“a”，在一定时间宽度范围或一定波数范围的由两个占空比d1和d2交替组成的类似方波代表比特“b”，所述比特“a”与比特“b”是不相同的比特值。
或者，所述第一信号如果为类似方波调占空比信号，其实时占空比值d=d0 g（dp），其中d0为固定占空比值，g（dp）为一单调函数，所述dp为所述电能调节信息，因此d的值包含了dp信息，因此所述t模块收到d后即可得出dp。或者所述第一信号其实时占空比值为d=g（dp），g（dp）为分段函数函数，所述dp为所述电能调节信息，并设定m个占空比值d1到dm，任一dp都会由g(dp)而映射成d1到dm中的某一确定值，因此当dp确定后d的值也就确定了，因此d的值包含了dp信息，因此所述t模块收到d后即可得出dp。
当所述第一信号如果为类似方波调占空比信号时，所述第二信号为二进制数字信号，信道调制方式为采用f1和f2两个频率值，并由一定时间宽度范围或一定波数范围的连续的频率值为f1与f2的类似方波分别代表数字信号的比特“0”和比特“1”。或者所述第二信号为二进制数字信号，信道调制方式为采用f1和f2两个频率值，在一定时间宽度范围或一定波数范围的连续的频率值为f1或f2的类似方波代表比特“a”，在一定时间宽度范围或一定波数范围的由两个频率值f1和f2交替组成的类似方波代表比特“b”，所述比特“a”与比特“b”是不相同的比特值。
并且，当仅传输所述第一信号时，所述类似方波调制信号采用相同的频率f3或相同的占空比d3或者相同的频率f4且相同的占空比d4。
由于r模块相比t模块需要频繁多倍地传递状态信息，因此本发明中，第二信号都是由r模块首先发起，并且为了避免所述第一信号干扰所述t模块发出的所述第二信号，当t模块需要根据通信协议发出所述第二信号时，r模块会在一段时间t内停止输出所述第一信号。为了确保每轮所述第二信号的传递可靠性，所述r模块每发出一个所述第二信号数据包后，所述t模块都会发出一个对应的所述第二信号数据包作为回应。
本发明的有益效果是通过采用调频与调占空比混合的类似方波调制信号，同时传递对实时性、准确性要求极高的电能调节信息，和对信息量要求高的状态信息和握手信息，并且具有很强的抗干扰性以及很弱的对外干扰性。
说明书附图。
图1是本发明的框图。
图2是本发明的第一类信号调制方式的第一种实施例。
图3是本发明的第一类信号调制方式的第二种实施例。
图4是本发明的第一类信号调制方式的第三种实施例。
图5是本发明的第一类信号调制方式的第四种实施例。
图6是本发明的第二类信号调制方式的第一种实施例。
图7是本发明的第二类信号调制方式的第二种实施例。
图8是本发明的第二类信号调制方式的第三种实施例。
图9是本发明的第二类信号调制方式的第四种实施例。
图10是本发明的通信协议的第一种实施例。
具体实施例
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，并不限定本发明的应用范围，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图将本发明应用于其他类似场景；如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词语并非特指单数，也可以包括复数。一般来说，术语“包括”或“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。
如图1所示，本发明包括t模块1和r模块2，t模块1包括能量输出模块11、第一信号收发模块12、能量输出调节模块13，r模块2具有能量接收模块21、第二信号收发模块22、能量接收识别模块23。第一信号收发模块12和第二信号收发模块22传递第一信号和第二信号。
如图2所示，第一信号是类似方波的调频信号，频率值为f，其实时值为f=f0 g（dp），g（dp）为单调函数，dp为所述电能调节信息。
如图3所示，第一信号是类似方波的调频信号，频率值为f，其实时值为f=f0 g（dp），g（dp）为分段函数，dp为所述电能调节信息。
如图4所示，第一信号是类似方波的调占空比信号，频率值为f，其实时值为d=g（dp），g（dp）为单调函数，dp为所述电能调节信息。
如图5所示，第一信号是类似方波的调占空比信号，频率值为f，其实时值为d=g（dp），g（dp）为分段函数，dp为所述电能调节信息。
如图6所示，第二信号是二进制数字信号，信道调制方式为采用d1和d2两个占空比，并由一定时间宽度范围或一定波数范围的连续的占空比为d1与d2的类似方波分别代表数字信号的比特“a”和比特“b”，所述比特“a”与比特“b”是不相同的比特值。[xy2]
如图7所示，第二信号为二进制数字信号，信道调制方式为采用d1和d2两个占空比，在一定时间宽度范围或一定波数范围的连续的占空比为d1或d2的类似方波代表比特“a”，在一定时间宽度范围或一定波数范围的由两个占空比d1和d2交替组成的类似方波代表比特“b”，所述比特“a”与比特“b”是不相同的比特值。
如图8所示，第二信号为二进制数字信号，信道调制方式为采用f1和f2两个频率值，并由一定时间宽度范围或一定波数范围的连续的频率值为f1与f2的类似方波分别代表数字信号的比特“a”和比特“b”，所述比特“a”与比特“b”是不相同的比特值。[xy3]。
如图9所示，所述第二信号为二进制数字信号，信道调制方式为采用f1和f2两个频率值，在一定时间宽度范围或一定波数范围的连续的频率值为f1或f2的类似方波代表比特“a”，在一定时间宽度范围或一定波数范围的由两个频率值f1和f2交替组成的类似方波代表比特“b”，所述比特“a”与比特“b”是不相同的比特值。
如图10所示，r模块会首先发出第二信号，图10中r模块信号内容为aab，然后停止发出第一信号并维持一段时间t，在这一段时间t内，t模块会发出第二信号回应r模块，图10中t模块发出的信号内容是aab，当所述一段时间t结束后，r模块继续发出第一信号。
1.一种感应式电能传输系统，其特征是，输出电磁感应能量的t模块和接收电磁感应能量的r模块，所述t模块具有能量输出模块、第一信号收发模块、能量输出调节模块，所述r模块具有能量接收模块、第二信号收发模块、能量接收识别模块，
所述能量输出模块与所述能量接收模块通过电磁感应方式传递电能；
所述能量输出调节模块根据电能调节信息计算并控制所述能量输出模块输出的电能指标；
所述能量接收识别模块探测并识别所述能量接收模块获得的电能指标，并输出电能调节信息；
所述能像输出调节模块与所述第一信号收发模块电连接，传输电能调节信息、状态信息和握手信息；
所述能量接收识别模块与所述第二信号收发模块电连接，传输电能调节信息、状态信息和握手信息；
所述第一信号收发模块与所述第二信号收发模块进行双向通信，所述双向通信采用调频与调占空比混合的类似方波调制信号，所述通信内容包含第一信号和第二信号，所述第一信号用于传输电能调节信息，所述第二信号为数字信号，所述第二信号用于传输状态信息、握手信息；
所述第一信号为类似方波调频信号或类似方波调占空比信号；
当所述第一信号为类似方波调频信号时，所述第二信号为类似方波调占空比信号，当所述第一信号为类似方波调占空比信号时，所述第二信号为类似方波调频信号；
当时所述第二信号收发模块向所述第一信号收发模块传输信息时，所述第一信号和所述第二信号可以相互叠加，实现同时传输所述第一信号和所述第二信号；
在本发明所述一种感应式电能传输系统工作时，所述能量接收识别模块根据探测并识别到的所述能量接收模块获得的电能指标以及其他信息，计算出所述电能调节信息并传输给所述第二信号收发模块，由所述第二信号收发模块传输给所述第一信号收发模块，再传输给所述能量输出调节模块，由所述能量输出调节模块根据电能调节信息计算并控制所述能量输出模块输出所述r模块所需要的电能；
在本发明所述一种感应式电能传输系统工作时，所述能量接收识别模块与所述能量输出调节模块还通过所述第一信号收发模块与所述第二信号收发模块传输所述状态信息和所述握手信息。
2.根据权利要求1所述一种感应式电能传输系统，其特征是，所述第一信号为类似方波调频信号并且实时频率值为f，并设定一固定频率值f0，以及设定一单调函数g（dp），所述dp为所述电能调节信息，最后设定f=f0 g（dp），所述t模块收到f后即可得出dp。
3.根据权利要求1所述一种感应式电能传输系统，其特征是，所述第一信号为类似方波调频信号并且实时频率值为f，并设定m个频率值f1到fm，再设定一函数分段函数f=g（dp），所述dp为所述电能调节信息，任一dp都会由g(dp)而映射成f1到fm中的某一确定值，因此当dp确定后f的值也就确定了，所述t模块收到f后即可得出dp。
4.根据权利要求2或3所述一种感应式电能传输系统，其特征是，所述第二信号为二进制数字信号，信道调制方式为采用d1和d2两个占空比，并由一定时间宽度范围或一定波数范围的连续的占空比为d1与d2的类似方波分别代表数字信号的比特“a”和比特“b”，所述比特“a”与比特“b”是不相同的比特值。
5.根据权利要求2或3所述一种感应式电能传输系统，其特征是，所述第二信号为二进制数字信号，信道调制方式为采用d1和d2两个占空比，在一定时间宽度范围或一定波数范围的连续的占空比为d1或d2的类似方波代表比特“a”，在一定时间宽度范围或一定波数范围的由两个占空比d1和d2交替组成的类似方波代表比特“b”，所述比特“a”与比特“b”是不相同的比特值。
6.根据权利要求1所述一种感应式电能传输系统，其特征是，所述第一信号为类似方波调占空比信号并且实时占空比值为d，并设定一固定占空比值d0，以及设定一单调函数d=d0 g（dp），所述dp为所述电能调节信息，所述t模块收到d后即可得出dp。
7.根据权利要求1所述一种感应式电能传输系统，其特征是，所述第一信号为类似方波调占空比信号并且实时占空比值为d，并设定m个占空比值d1到dm，再设定一分段函数函数d=g（dp），d的值为d1到dm中的一个，所述dp为所述电能调节信息，任一dp都会由g(dp)而映射成d1到dm中的某一确定值，因此当dp确定后d的值也就确定了，所述t模块收到d后即可得出dp。
8.根据权利要求6或7所述一种感应式电能传输系统，其特征是，所述第二信号为二进制数字信号，信道调制方式为采用f1和f2两个频率值，并由一定时间宽度范围或一定波数范围的连续的频率值为f1与f2的类似方波分别代表数字信号的比特“a”和比特“b”，所述比特“a”与比特“b”是不相同的比特值。
9.根据权利要求6或7所述一种感应式电能传输系统，其特征是，所述第二信号为二进制数字信号，信道调制方式为采用f1和f2两个频率值，在一定时间宽度范围或一定波数范围的连续的频率值为f1或f2的类似方波代表比特“a”，在一定时间宽度范围或一定波数范围的由两个频率值f1和f2交替组成的类似方波代表比特“b”，所述比特“a”与比特“b”是不相同的比特值。
10.根据权利要求1所述一种感应式电能传输系统，其特征是，当仅传输所述第一信号时，所述类似方波调制信号采用相同的频率f3或相同的占空比d3或者相同的频率f4且相同的占空比d4。
11.根据权利要求1所述一种感应式电能传输系统，其特征是，所述t模块与所述r模块之间的传递所述第二信号具有一通信协议，所述通信协议的特征是每一轮所述第二信号的通信都由所述r模块发起并由所述r模块发出一组所述第二信号的数据包，以及当所述t模块需要根据通信协议发出所述第二信号时，所述r模块会在一段时间t内停止输出所述第一信号。
12.根据权利要求11所述一种感应式电能传输系统，其特征是，所述通信协议的特征还具有所述r模块每发出一组所述第二信号的数据包后，所述t模块都会发出一组对应的所述第二信号的数据包作为回应。
技术总结